JPH10323826A - 破壊方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被破壊物に形成する装着孔の間隔は経験によ
って決められるので、充電電圧の大きさによっては、破
壊が不十分であったり、逆に破壊は十分に行なわれるも
のの不経済である。 【解決手段】 金属細線５ａ，５ｂ，５ｃが溶融蒸発す
るとともに破壊用物質が膨張する際の破壊可能領域Ｍｆ
を設定して、被破壊物３の破壊しようとする目的部分Ａ
が破壊可能領域Ｍｆ内に入るように、自由面１２，１５
から破壊用孔４ａ，４ｂの距離および金属細線５ａ，５
ｂ，５ｃの挿入深さを設定して経済的かつ確実に被破壊
物３を破壊する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気エネルギーを
用いてコンクリート構造物や岩盤などの被破壊物を破壊
する破壊方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電気エネルギーを用いてコンクリ
ート構造物や岩盤などの被破壊物を破壊する破壊方法
は、金属細線を介して接続した一対の電極をコンデンサ
に接続し、作業者の経験によって、被破壊物に装着孔を
所定間隔ごとに、あるいは自由面から所定距離ごとに穿
ち、これら装着孔に水や油などの破壊用物質を注入する
とともに装着孔に電極を装着し、コンデンサに充電蓄積
した電気エネルギーを短時間で金属細線に放電供給して
金属細線を急激に溶融蒸発させることにより破壊用物質
を急激に気化させ、その際の膨張力で被破壊物を破壊し
たり脆弱化させたりするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、被破壊
物に形成する装着孔の間隔は経験によって決められるの
で、コンデンサに蓄積する電気エネルギー、すなわち充
電電圧の大きさによっては、装着孔間に生じる破壊面
（亀裂）同士が繋がらず、破壊が不十分であったり、逆
に充電電圧の大きさに比べて装着孔同士の間隔が狭い
と、破壊は十分に行われるものの、不経済であるといっ
た課題がある。

【０００４】そこで本発明は、上記課題を解決し得る破
壊装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明における課題を解
決するための手段は、異なる二方向の自由面を有する被
破壊物の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する
破壊用物質を充填するための破壊用孔を、その延長が交
差するよう垂直に形成し、これら各破壊用孔に、電極間
を接続した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿って配
置して破壊用物質に浸漬させ、電極を介して金属細線に
電気エネルギーを短時間で供給して金属細線を急激に溶
融蒸発させることにより破壊用物質を気化させ、その際
の膨張力で金属細線から所定の破壊可能領域分だけ被破
壊物を破壊するようにし、各破壊用孔に金属細線を設置
する際に、一方の自由面からその破壊用孔に配置する金
属細線の基端部までの距離Ｚ_o およびその金属細線の基
端部から一方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離
Ｒｄとの関係が、下記（ａ）式 Ｚ_o ≦Ｒｄ （ａ） を満足するよう設定し、他方の自由面からその破壊用孔
に配置する金属細線の基端部までの距離Ｚ_o ’およびそ
の金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域
限界までの距離Ｒｄ’との関係が、下記（ｂ）式 Ｚ_o ’≦Ｒｄ’ （ｂ） を満足するよう設定した破壊方法であって、各金属細線
の先端部間の距離Ａ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の
関係が、下記（ｃ）式 Ａ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｃ） を満足するよう設定している。

【０００６】また、異なる二方向の自由面を有する被破
壊物の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する破
壊用物質を充填するための破壊用孔を、その延長が交差
するよう垂直に形成し、これら各破壊用孔に、電極間を
接続した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿ってかつ
所定間隔置きに複数個配置して破壊用物質に浸漬させ、
電極を介して金属細線に電気エネルギーを短時間で供給
して金属細線を急激に溶融蒸発させることにより破壊用
物質を気化させ、その際の膨張力で金属細線から所定の
破壊可能領域分だけ被破壊物を破壊するようにし、各破
壊用孔に金属細線を設置する際に、一方の自由面とその
自由面から最も近い金属細線の基端部までの距離Ｚ_o お
よびその金属細線の基端部から一方の自由面側の破壊可
能領域限界までの距離Ｒｄの関係が、下記（ａ）式 Ｚ_o ≦Ｒｄ （ａ） を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から
最も近い金属細線の基端部までの距離Ｚ_o ’およびその
金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限
界までの距離Ｒｄ’との関係が、下記（ｂ）式 Ｚ_o ’≦Ｒｄ’ （ｂ） を満足するよう設定した破壊方法であって、各自由面か
ら最も離れた金属細線同士の先端部間の距離Ａ、前記距
離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の関係が、下記（ｃ）式 Ａ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｃ） を満足するよう設定し、一方の自由面とその自由面から
最も遠い金属細線の先端部までの距離Ｚ、前記距離Ｒ
ｄ、一方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細
線の個数Ｎおよび各金属細線長さＬｐの関係が、下記
（ｄ）式 Ｚ≦Ｒｄ（２・Ｎ−１）＋Ｎ・Ｌｐ （ｄ） を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から
最も遠い金属細線の先端部までの距離Ｚ’、前記距離Ｒ
ｄ’、他方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属
細線の個数Ｍおよび各金属細線長さＬｐ’の関係が、下
記（ｅ）式 Ｚ’≦Ｒｄ’（２・Ｍ−１）＋Ｍ・Ｌｐ’ （ｅ） を満足するよう設定し、他方の自由面から一方の自由面
に形成する破壊用孔までの距離Ｙ、前記距離Ｒｄ，Ｒ
ｄ’、金属細線の個数Ｍおよび金属細線長さＬｐ’の関
係が下記（ｆ）式 Ｙ≦Ｍ（２・Ｒｄ’＋Ｌｐ’）＋Ｒｄ （ｆ） を満足するよう設定し、一方の自由面から他方の自由面
に形成する破壊用孔までの距離Ｙ’、前記距離Ｒｄ，Ｒ
ｄ’、金属細線の個数Ｍおよび金属細線長さＬｐの関係
が下記（ｇ）式 Ｙ’≦Ｎ（２・Ｒｄ＋Ｌｐ）＋Ｒｄ’ （ｇ） を満足するよう設定している。

【０００７】そして、破壊用孔を、各自由面に沿って複
数個並べている。また、異なる二方向の自由面を有する
被破壊物の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊す
る破壊用物質を充填するための破壊用孔を垂直に、かつ
その延長がずれるように形成し、これら各破壊用孔に、
電極間を接続した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿
って配置して破壊用物質に浸漬させ、電極を介して金属
細線に電気エネルギーを短時間で供給して金属細線を急
激に溶融蒸発させることにより破壊用物質を気化させ、
その際の膨張力で金属細線から所定の破壊可能領域分だ
け被破壊物を破壊するようにし、各破壊用孔に金属細線
を設置する際に、一方の自由面からその破壊用孔に配置
する金属細線の基端部までの距離Ｚ_o およびその金属細
線の基端部から一方の自由面側の破壊可能領域限界まで
の距離Ｒｄとの会計が、下記（ａ）式 Ｚ_o ≦Ｒｄ （ａ） を満足するよう設定し、他方の自由面からその破壊用孔
に配置する金属細線の基端部までの距離Ｚ_o ’およびそ
の金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域
限界までの距離Ｒｄ’との関係が、下記（ｂ）式 Ｚ_o ’≦Ｒｄ’ （ｂ） を満足するよう設定した破壊方法であって、各金属細線
の先端部間の距離Ａ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の
関係が、下記（ｃ）式 Ａ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｃ） を満足するよう設定するとともに、各金属細線の先端部
間のずれの距離Ｄ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の関
係が、下記（ｈ）式 Ｄ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｈ） を満足するよう設定している。

【０００８】また、異なる二方向の自由面を有する被破
壊物の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する破
壊用物質を充填するための破壊用孔を垂直に、かつその
延長がずれるように形成し、これら各破壊用孔に、電極
間を接続した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿って
かつ所定間隔置きに複数個配置して破壊用物質に浸漬さ
せ、電極を介して金属細線に電気エネルギーを短時間で
供給して金属細線を急激に溶融蒸発させることにより破
壊用物質を気化させ、その際の膨張力で金属細線から所
定の破壊可能領域分だけ被破壊物を破壊するようにし、
各破壊用孔に金属細線を設置する際に、一方の自由面と
その自由面に最も近い金属細線の基端部までの距離Ｚ_o
およびその金属細線の基端部から一方の自由面側の破壊
可能領域限界までの距離Ｒｄの関係が、下記（ａ）式 Ｚ_o ≦Ｒｄ （ａ） を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から
最も近い金属細線の基端部までの距離Ｚ_o ’およびその
金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限
界までの距離Ｒｄ’との関係が、下記（ｂ）式 Ｚ_o ’≦Ｒｄ’ （ｂ） を満足するよう設定した破壊方法であって、各金属細線
の先端部間の距離Ａ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の
関係が、下記（ｃ）式 Ａ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｃ） を満足するよう設定し、一方の自由面とその自由面から
最も遠い金属細線の先端部までの距離Ｚ、前記距離Ｒ
ｄ、一方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細
線の個数Ｎおよび各金属細線長さＬｐの関係が、下記
（ｄ）式 Ｚ≦Ｒｄ（２・Ｎ−１）＋Ｎ・Ｌｐ （ｄ） を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から
最も遠い金属細線の先端部までの距離Ｚ’、前記距離Ｒ
ｄ’、他方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属
細線の個数Ｍおよび各金属細線長さＬｐ’の関係が、下
記（ｅ）式 Ｚ’≦Ｒｄ’（２・Ｍ−１）＋Ｍ・Ｌｐ’ （ｅ） を満足するよう設定し、他方の自由面から一方の自由面
に形成する破壊用孔までの距離Ｙ、前記距離Ｒｄ，Ｒ
ｄ’、金属細線の個数Ｍおよび金属細線長さＬｐ’の関
係が下記（ｆ）式 Ｙ≦Ｍ（２・Ｒｄ’＋Ｌｐ’）＋Ｒｄ （ｆ） を満足するよう設定し、一方の自由面から他方の自由面
に形成する破壊用孔までの距離Ｙ’、前記距離Ｒｄ，Ｒ
ｄ’、金属細線の個数Ｍおよび金属細線長さＬｐの関係
が下記（ｇ）式 Ｙ’≦Ｎ（２・Ｒｄ＋Ｌｐ）＋Ｒｄ’ （ｇ） を満足するよう設定し、各金属細線の先端部間のずれの
距離Ｄ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の関係が、下記
（ｈ）式 Ｄ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｈ） を満足するよう設定している。

【０００９】そして、破壊用孔を、各自由面に沿って複
数個並べている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。まず、図１〜図１０に基づいて本
発明の実施の第一形態に係る破壊方法を説明する。はじ
めに、本発明の実施の第一形態に係る破壊方法を実施す
るための破壊装置１の構成を説明する。

【００１１】この破壊装置１は、図３に示すように、対
で設けた電極２の先端部同士が、被破壊物３に形成した
破壊用孔４の深さ方向に沿った金属細線（例えばＣｕが
用いられる）５で接続され、この金属細線５は、膨張に
よって被破壊物３を破壊するための破壊用物質（例えば
ゼリー状の物質が用いられる）１３を充填した破壊容器
１３Ａに装着される。このように、破壊容器１３Ａに破
壊用物質１３を充填し、金属細線５および電極２を挿入
したものを破壊プローブＰとする。

【００１２】同図に示すように、この破壊プローブＰの
電極２を介して金属細線５に、これを溶融蒸発させるに
十分な電気エネルギーを供給するための電気エネルギー
供給回路６が接続され、この電気エネルギー供給回路６
は、各電極２の端子２ａに接続された電源装置（直流電
源が用いられる）７と、この電源装置７と一方の端子２
ａとの間に直列接続されて、電源装置７と両端子２ａと
の間に並列接続されたコンデンサー８に対し所定量の電
気容量を蓄積するよう制御するための充電制御回路１０
と、この充電制御回路１０と一方の端子２ａとの間に接
続された放電スイッチ１１とから構成されている。

【００１３】次に、１個の金属細線５（破壊装置１）の
破壊可能領域Ｍｆを、図１、図２および図４に基づいて
説明する。図において、仮想線で示した範囲が破壊可能
領域Ｍｆであり、矢印は衝撃力の伝播方向を示してい
る。この破壊可能領域（容積）Ｍｆは、次式で表され
る。

【００１４】 Ｍｆ＝π・Ｒｄ² ・（４／３・Ｒｄ＋Ｌｐ） ここで、Ｒｄ：破壊可能領域限界（衝撃力伝播距離）、
Ｌｐ：金属細線５の長さである。

【００１５】次に、実施の第一形態における被破壊物３
の破壊方法を、図６および図７に基づいて説明する。ま
ず、被破壊物３の水平自由面（一方の自由面）１２に垂
直方向に破壊用孔４ａを鉛直自由面（他方の自由面）１
５に沿って形成する。また、鉛直自由面１５に垂直方向
に破壊用孔４ｂを水平自由面１２に沿って形成する。

【００１６】また、各破壊容器１３Ａに破壊用物質１３
を充填し、電極２を接続した金属細線５ａを各破壊容器
１３Ａに挿入し、金属細線５ａを破壊用物質１３に浸漬
して破壊プローブＰ１を形成し、各破壊用孔４ａ，４ｂ
に破壊プローブＰ１を破壊用孔４ａ，４ｂの深さ方向に
沿って装着する。

【００１７】そして、各破壊プローブＰ１の電極２に、
電気エネルギー供給回路６を接続してコンデンサー８に
所定の電気容量を蓄積した後、放電スイッチ１１をオン
する。そうすると、各金属細線５ａに所定量の電気エネ
ルギーが短時間で供給されてこれらが急激に溶融蒸発す
るとともに、各破壊容器１３Ａ内の破壊用物質１３が急
激に気化して膨張し、その膨張力で被破壊物３が破壊さ
れる。

【００１８】ここで、上記破壊方法において、破壊用孔
４ａ，４ｂに破壊プローブＰ１を設置する際の条件を説
明する。まず、鉛直自由面１５から破壊用孔４ａの中心
（金属細線５ａの配置位置）までの距離Ｙを、（ｆ）式
に対応する下記式（１）により決定する。

【００１９】 Ｙ≦Ｍ（２・Ｒｄ’＋Ｌｐ’）＋Ｒｄ ・・・（１） ここで、Ｍ：破壊用孔４ｂに装着する金属細線５ａの個
数 Ｒｄ’：破壊用孔４ｂに装着する金属細線５ａによる破
壊可能領域限界 Ｌｐ’：破壊用孔４ｂに装着する金属細線５ａの長さ Ｒｄ ：破壊用孔４ａに装着する金属細線５ａによる破
壊可能領域限界 である。

【００２０】また、水平自由面１２から破壊用孔４ｂの
中心（金属細線５ａの配置位置）までの距離Ｙ’を、
（ｇ）式に対応する下記式（２）により決定する。 Ｙ’≦Ｎ（２・Ｒｄ＋Ｌｐ）＋Ｒｄ’ ・・・（２） ここで、Ｌｐ：破壊用孔４ａに装着する金属細線５ａの
長さ Ｎ：破壊用孔４ａに装着する金属細線５ａの個数 である。

【００２１】また、水平自由面１２とその水平自由面１
２から金属細線５ａの基端部までの距離Ｚ_o は、（ａ）
式に対応する下記式（３）の関係を設定し、 Ｚ_o ≦Ｒｄ ・・・（３） 鉛直自由面１５とその自由面１５から金属細線５ａの基
端部までの距離Ｚ_o ’は、（ｂ）式に対応する下記
（４）式の関係を設定する。

【００２２】 Ｚ_o ’≦Ｒｄ’ ・・・ （４） そして、金属細線５ａ同士の先端部間の距離Ａ、前記距
離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の関係が、（ｃ）に対応する下
記（５）式 Ａ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ ・・・（５） を満足するよう設定する。

【００２３】ところで上記（１）〜（５）式におけるＲ
ｄ（Ｒｄ’も同様）の値は、コンデンサー８への蓄積エ
ネルギーＷ(J) ，コンデンサー容量Ｃ(F) ，充電電圧
(V) によって決まるもので、これら各要素の関係は、下
記（６），（７）式となる。

【００２４】Ｗ＝１／２・Ｃ・Ｖ² ・・・（６） Ｒｄ≦（√Ｗ）／ｋ ・・・（７） 但し（７）式において、ｋはエネルギー・破壊可能領域
変換係数で、ｋ＝1.5とする。

【００２５】ここで、コンデンサー容量Ｃ＝100(μF)，
充電電圧＝15000(V)を、上記（６）式に代入すると、 Ｗ＝１／２・Ｃ・Ｖ² ＝11,250(J) となる。これを、上記（７）式に代入すると、 Ｒｄ≦（√Ｗ）／ｋ≒70.7(cm) となるので、Ｒｄ＝70(cm)とする。

【００２６】図６および図７において、（１）式より、
Ｙ≦Ｍ（２・Ｒｄ’＋Ｌｐ’）＋Ｒｄ＝３（２・70＋1
0）＋70＝370 であるから、Ｙ＝350(cm) とし、（２）
式よりＹ’≦Ｎ（２・Ｒｄ＋Ｌｐ）＋Ｒｄ’＝３（２・
70＋10）＋70＝370 であるからＹ’＝350(cm) とし、
（３）式よりＺ_o ≦Ｒｄ＝70であるからＺ_o ＝50(cm)と
し、（４）式よりＺ_o ’≦Ｒｄ’＝70であるからＺ_o ’
＝50(cm)とし、（５）式よりＡ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’＝70＋70
＝140であるからＡ＝100(cm) とした。

【００２７】上記各条件に基づいて、一軸圧縮強度1,50
0kg/cm² の花崗岩壁において破壊作業を行った結果、こ
の花崗岩壁（被破壊物３）は、予測どおり、図６に示す
ように、破壊用孔４ａと破壊用孔４ｂで囲まれる目的部
分Ｇが破壊（崩落）し、破壊用孔４ａ、破壊用孔４ｂ側
の各金属細線５ｃの端部同士を結ぶ線に沿った傾斜した
破壊面Ｇ１を得た。

【００２８】なお、蓄積エネルギーＷ(J) と金属細線５
ａ〜５ｃから破壊可能領域限界までの距離Ｒｄ(cm)との
関係は、図４のグラフ図に示すようになる。このよう
に、本発明の実施の第一形態によれば、電気エネルギー
供給回路６におけるコンデンサー８への蓄積エネルギ
ー，コンデンサー容量，充電電圧に基づいて、金属細線
５ａ〜５ｃから破壊可能領域限界までの距離Ｒｄ（Ｒ
ｄ’）を決定し、各破壊用孔４ａ，４ｂの深さおよび位
置、そして破壊用孔４ａ，４ｂに装着する各金属細線５
ａの配置位置を設定するので、被破壊物３の目的部分Ｇ
を経済的かつ十分に破壊することができる。

【００２９】また、破壊用物質１３を破壊容器１３Ａに
充填することにより、破壊用孔４の方向が横向きや下向
きであっても破壊用物質１３が破壊用孔４から零れ出し
てしまうことがなく、破壊作業の際の対応性を向上させ
ることができる。

【００３０】次に図８〜図１０に基づいて、本発明の実
施の第二形態を説明する。破壊プローブＰおよび破壊装
置１の構成は、上記実施の第一形態と同様であるので省
略する。

【００３１】本発明の実施の第二形態に係る破壊方法
は、図８に示すように、複数（図では３個）の破壊容器
１３Ａに破壊用物質１３を充填し、電極２を接続した金
属細線５ａ〜５ｃを各破壊容器１３Ａに挿入し、各金属
細線５ａ〜５ｃを破壊用物質１３に浸漬することにより
破壊プローブＰ１〜Ｐ３を複数個形成し、図９（但し図
９には破壊プローブＰ１〜Ｐ３は省略している）に示す
ように、破壊用孔４ａを複数個形成し、各破壊用孔４ａ
に破壊プローブＰ１〜Ｐ３を破壊用孔４ａの深さ方向に
沿って装着する。

【００３２】また、被破壊物３の鉛直自由面１５に垂直
方向で水平自由面１２に沿って、破壊用孔４ｂを複数個
形成する。そして、各破壊容器１３Ａに破壊用物質１３
を充填し、電極２を接続した金属細線５ａ〜５ｃを各破
壊容器１３Ａに挿入し、金属細線５ａ〜５ｃを破壊用物
質１３に浸漬して破壊プローブＰ１〜Ｐ３を複数個形成
し、各破壊用孔４ｂに破壊プローブＰ１〜Ｐ３を破壊用
孔４ｂの深さ方向に沿って装着する。

【００３３】そして、各破壊プローブＰ１〜Ｐ３の電極
２に、電気エネルギー供給回路６を接続してコンデンサ
ー８に所定の電気容量を蓄積した後、放電スイッチ１１
をオンする。

【００３４】そうすると、各金属細線５ａ〜５ｃに所定
量の電気エネルギーが短時間で供給されてこれらが急激
に溶融蒸発するとともに、各破壊容器１３Ａ内の破壊用
物質１３が急激に気化して膨張し、その膨張力で被破壊
物３が破壊される。

【００３５】上記破壊方法において、各破壊用孔４ａ，
４ｂに破壊プローブＰ１〜Ｐ３を設置する際の条件を、
図８および図９に基づいて説明する。まず、上記実施の
第一形態と同様に、鉛直自由面１５から破壊用孔４ａの
中心（金属細線５ａ〜５ｃの配置位置）までの距離Ｙを
下記式（１）により決定する。

【００３６】 Ｙ≦Ｍ（２・Ｒｄ’＋Ｌｐ’）＋Ｒｄ ・・・（１） また、水平自由面１２から破壊用孔４ｂの中心（金属細
線５ａ〜５ｃの配置位置）までの距離Ｙ’を下記式
（２）により決定する。

【００３７】 Ｙ’≦Ｎ（２・Ｒｄ＋Ｌｐ）＋Ｒｄ’ ・・・（２） また、水平自由面１２とその水平自由面１２から最も近
い金属細線５ａの基端部までの距離Ｚ_o は、下記（３）
式の関係を設定する。

【００３８】Ｚ_o ≦Ｒｄ ・・・ （３） 鉛直自由面１５とその自由面１５から最も近い金属細線
５ａの基端部までの距離Ｚ_o ’は、下記（４）式の関係
を設定する。

【００３９】Ｚ_o ’≦Ｒｄ’ ・・・ （４） そして、図６の実施の第一形態で示したように、各自由
面１２，１５から最も遠い金属細線５ｃ，５ｃ同士の先
端部間の距離Ａ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の関係
が、下記（５）式 Ａ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ ・・・（５） を満足するよう設定する。

【００４０】また、水平自由面１２とその自由面１２か
ら最も遠い金属細線５ｃの先端部までの距離Ｚは、
（ｄ）式に対応する下記（８）式の条件に設定する。 Ｚ≦Ｒｄ（２・Ｎ−１）＋Ｎ・Ｌｐ ・・・（８） 鉛直自由面１５とその自由面１５から最も遠い金属細線
５ｃの先端部までの距離Ｚ’は、（ｅ）式に対応する下
記（９）式の条件に設定する。

【００４１】 Ｚ’≦Ｒｄ’（２・Ｍ−１）＋Ｍ・Ｌｐ’ ・・・（９） 破壊用孔４ａ側の金属細線５ａの先端部から金属細線５
ｂの基端部間の距離Ｚｐは、下記（１０）式の関係を設
定する。

【００４２】Ｚｐ≦２・Ｒｄ ・・・ （１０） 破壊用孔４ｂ側の金属細線５ａの先端部から金属細線５
ｂの基端部間の距離Ｚｐ’は、下記（１１）式の関係を
設定する。

【００４３】 Ｚｐ’≦２・Ｒｄ’ ・・・ （１１） また、破壊用孔４ａの中心間の距離Ｘ（破壊用孔４ｂの
中心間の距離も同様）は、下記（１２）式を満足するよ
う設定する。

【００４４】Ｘ≦２・Ｒｄ ・・・（１２） ところで上記（１）〜（１２）式におけるＲｄ（Ｒｄ’
も同様）の値は、実施の第一形態と同様に、コンデンサ
ー８への蓄積エネルギーＷ(J) ，コンデンサー容量Ｃ
(F) ，充電電圧(V) によって決まるもので、これら各要
素の関係は、下記（６），（７）式となる。

【００４５】 Ｗ＝１／２・Ｃ・Ｖ² ・・・（６） Ｒｄ≦（√Ｗ）／ｋ ・・・（７） ここで、コンデンサー容量Ｃ＝100(μF ）, 充電電圧＝
15000(V)を、上記（６）式に代入すると、 Ｗ＝１／２・Ｃ・Ｖ² ＝11,250(J) となる。これを、上記（７）式に代入すると、 Ｒｄ≦（√Ｗ）／ｋ≒70.7(cm) となるので、Ｒｄ=70(cm) とする。

【００４６】図８および図９において、（１）式より、
Ｙ≦Ｍ（２・Ｒｄ’＋Ｌｐ’）＋Ｒｄ＝３（２・70＋1
0）＋70＝370 であるから、Ｙ＝350(cm) とし、（２）
式よりＹ’≦Ｎ（２・Ｒｄ＋Ｌｐ）＋Ｒｄ’＝３（２・
70＋10）＋70＝370 であるからＹ’＝350(cm) とし、
（３）式よりＺ_o ≦Ｒｄ＝70であるからＺ_o ＝50(cm)と
し、（４）式よりＺ_o ’≦Ｒｄ’＝70であるからＺ_o ’
＝50(cm)とし、（５）式よりＡ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’＝70＋70
＝140 であるからＡ＝100(cm) とし、（８）式よりＺ≦
Ｒｄ（２・Ｎ−１）＋Ｎ・Ｌｐ＝70（２・３−１）＋３
・10＝380 であるからＺ＝350(cm) とし、（９）式より
Ｚ’≦Ｒｄ’（２・Ｍ−１）＋Ｍ・Ｌｐ’＝70（２・３
−１）＋３・10＝380 であるからＺ’＝350(cm) とし、
（１０）式よりＺｐ≦２・Ｒｄ＝２・70＝140 であるか
らＺｐ＝100(cm) とし、（１１）式よりＺｐ’≦２・Ｒ
ｄ’２・70＝140 であるからＺｐ’＝100(cm) とし、
（１２）式よりＸ≦２・Ｒｄ＝２・70＝140 あるからＸ
＝100(cm) とした。

【００４７】上記各条件に基づいて、一軸圧縮強度1,50
0kg/cm² の花崗岩壁において破壊作業を行った結果、こ
の花崗岩壁（被破壊物３）は、予測どおり、図１０に示
すように、破壊用孔４ａと破壊用孔４ｂで囲まれる目的
部分Ｇが破壊（崩落）し、破壊用孔４ａ、破壊用孔４ｂ
側の各金属細線５ｃの端部同士を結ぶ線に沿った傾斜し
た破壊面Ｇ１を得た。

【００４８】このように、本発明の実施の第二形態によ
れば、電気エネルギー供給回路６におけるコンデンサー
８への蓄積エネルギー，コンデンサー容量，充電電圧に
基づいて、金属細線５ａ〜５ｃから破壊可能領域限界ま
での距離Ｒｄ（Ｒｄ’）を決定し、各破壊用孔４ａ，４
ｂの深さおよび位置、そして破壊用孔４ａ，４ｂに装着
する各金属細線５ａ〜５ｃの配置位置を設定するので、
被破壊物３の目的部分Ｇを経済的かつ十分に破壊するこ
とができる。

【００４９】また、破壊用物質１３を破壊容器１３Ａに
充填することにより、破壊用孔４の方向が横向きや下向
きであっても破壊用物質１３が破壊用孔４から零れ出し
てしまうことがなく、破壊作業の際の対応性を向上させ
ることができる。

【００５０】次に、図１１および図１２に基づいて、本
発明の実施の第三形態を説明する。本発明の実施の第三
形態に係る破壊方法は、各自由面１２，１５に破壊用孔
４ａ，４ｂを垂直に、かつその延長がずれるように形成
するもので、破壊装置１の構成は上記実施の第一形態と
同様である。また、破壊手順も上記実施の第二形態と同
様であるが、本発明の実施の第三形態では、上記実施の
第一形態の（１）〜（１２）で示した関係に加え、図１
２の平面図に示すように、破壊用孔４ａ，４ｂ側の各金
属細線５ｃの先端部間のずれの距離Ｄ、距離Ｒｄおよび
距離Ｒｄ’の関係が、下記（１３）式 Ｄ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ ・・・（１３） を満足するよう設定したものである。

【００５１】上記（１３）式よりＤ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’＝70
＋70＝140 であるから、Ｄ＝100(cm) とした。この破壊
方法によっても、破壊用孔４ａと破壊用孔４ｂで囲まれ
る目的部分が破壊し、破壊用孔４ａ、破壊用孔４ｂ側の
各金属細線５ｃの端部同士を結ぶ線に沿った傾斜した破
壊面Ｇ１を得られた。

【００５２】なお、上記各実施の形態では、破壊容器１
３Ａに破壊用物質１３を充填したがこれに限定されるも
のではなく、破壊容器１３Ａを設けることなく、破壊用
孔４に直接破壊用物質１３を充填し、電極２間を接続し
た金属細線を破壊用孔４の深さ方向に沿って配置するよ
うにして破壊用物質１３に浸漬しても、上記各実施の形
態と同様の破壊を行い得る。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明
は、金属細線が溶融蒸発するとともに破壊用物質が膨張
する際の破壊可能領域を設定して、被破壊物の破壊しよ
うとする部分が破壊可能領域内に入るように自由面から
破壊用孔の距離および金属細線の挿入深さを設定して破
壊するので、経済的かつ確実に被破壊物を破壊すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一形態を示す破壊方法におけ
る破壊用孔に１個の破壊プローブを挿入した状態の縦断
面図である。

【図２】同じく平面図である。

【図３】同じく破壊装置の全体構成図である。

【図４】同じく破壊可能領域を示すモデル図である。

【図５】同じく蓄積エネルギーと破壊可能領域限界の関
係を示すグラフ図である。

【図６】同じく各破壊用孔に破壊プローブを挿入した状
態の縦断面図である。

【図７】同じく平面図である。

【図８】本発明の実施の第二形態において３個の破壊プ
ローブを破壊用孔に装着した状態の拡大断面図である。

【図９】同じく被破壊物に複数の破壊用孔を形成した状
態の斜視図である。

【図１０】同じく破壊後の被破壊物の斜視図である。

【図１１】本発明の実施の第三形態を示す破壊方法にお
いて各破壊用孔に破壊プローブを挿入した状態の縦断面
図である。

【図１２】同じく平面図である。

【符号の説明】

１ 破壊装置 ２ 電極 ３ 被破壊物 ４ａ 破壊用孔 ５ａ 金属細線 ６ 電気エネルギー供給回路 ７ 電源装置 ８ コンデンサー １０ 充電制御回路 １１ 放電スイッチ １２ 水平自由面 １３ 破壊用物質 １３Ａ 破壊容器 １５ 鉛直自由面 ４０ 破壊用孔群 Ｍｆ 破壊可能領域 Ｐ１ 破壊プローブ Ｒｄ 破壊可能領域限界までの距離 Ｌｐ 金属細線長

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小笠原 光雅 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株 式会社大林組東京本社内 (72)発明者 渡辺 博明 東京都千代田区神田司町２丁目３番地 株 式会社大林組東京本社内 (72)発明者 荒井 浩成 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 前畑 英彦 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 玉越 大介 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内 (72)発明者 加藤 剛 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28号 日立造船株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる二方向の自由面を有する被破壊物
   の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する破壊用
   物質を充填するための破壊用孔を、その延長が交差する
   よう垂直に形成し、これら各破壊用孔に、電極間を接続
   した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿って配置して
   破壊用物質に浸漬させ、電極を介して金属細線に電気エ
   ネルギーを短時間で供給して金属細線を急激に溶融蒸発
   させることにより破壊用物質を気化させ、その際の膨張
   力で金属細線から所定の破壊可能領域分だけ被破壊物を
   破壊するようにし、各破壊用孔に金属細線を設置する際
   に、一方の自由面からその破壊用孔に配置する金属細線
   の基端部までの距離Ｚ。およびその金属細線の基端部か
   ら一方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Ｒｄと
   の関係が、下記（ａ）式 Ｚ_o ≦Ｒｄ （ａ） を満足するよう設定し、他方の自由面からその破壊用孔
   に配置する金属細線の基端部までの距離Ｚ_o ’およびそ
   の金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域
   限界までの距離Ｒｄ’との関係が、下記（ｂ）式 Ｚ_o ’≦Ｒｄ’ （ｂ） を満足するよう設定した破壊方法であって、各金属細線
   の先端部間の距離Ａ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の
   関係が、下記（ｃ）式 Ａ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｃ） を満足するよう設定したことを特徴とする破壊方法。
2. 【請求項２】 異なる二方向の自由面を有する被破壊物
   の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する破壊用
   物質を充填するための破壊用孔を、その延長が交差する
   よう垂直に形成し、これら各破壊用孔に、電極間を接続
   した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿ってかつ所定
   間隔置きに複数個配置して破壊用物質に浸漬させ、電極
   を介して金属細線に電気エネルギーを短時間で供給して
   金属細線を急激に溶融蒸発させることにより破壊用物質
   を気化させ、その際の膨張力で金属細線から所定の破壊
   可能領域分だけ被破壊物を破壊するようにし、各破壊用
   孔に金属細線を設置する際に、一方の自由面とその自由
   面から最も近い金属細線の基端部までの距離Ｚ_o および
   その金属細線の基端部から一方の自由面側の破壊可能領
   域限界までの距離Ｒｄの関係が、下記（ａ）式 Ｚ_o ≦Ｒｄ （ａ） を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から
   最も近い金属細線の基端部までの距離Ｚ_o ’およびその
   金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限
   界までの距離Ｒｄ’との関係が、下記（ｂ）式 Ｚ_o ’≦Ｒｄ’ （ｂ） を満足するよう設定した破壊方法であって、各自由面か
   ら最も離れた金属細線同士の先端部間の距離Ａ、前記距
   離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の関係が、下記（ｃ）式 Ａ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｃ） を満足するよう設定し、一方の自由面とその自由面から
   最も遠い金属細線の基端部までの距離Ｚ、前記距離Ｒ
   ｄ、一方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細
   線の個数Ｎおよび各金属細線長さＬｐの関係が、下記
   （ｄ）式 Ｚ≦Ｒｄ（２・Ｎ−１）＋Ｎ・Ｌｐ （ｄ） を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から
   最も遠い金属細線の基端部までの距離Ｚ’、前記距離Ｒ
   ｄ’、他方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属
   細線の個数Ｍおよび各金属細線長さＬｄ’の関係が、下
   記（ｅ）式 Ｚ’≦Ｒｄ’（２・Ｍ−１）＋Ｍ・Ｌｐ’ （ｅ） を満足するよう設定し、他方の自由面から一方の自由面
   に形成する破壊用孔までの距離Ｙ、前記距離Ｒｄ，Ｒ
   ｄ’、金属細線の個数Ｍおよび金属細線長さＬｐ’の関
   係が下記（ｆ）式 Ｙ≦Ｍ（２・Ｒｄ’＋Ｌｐ’）＋Ｒｄ （ｆ） を満足するよう設定し、一方の自由面から他方の自由面
   に形成する破壊用孔までの距離Ｙ’、前記距離Ｒｄ，Ｒ
   ｄ’、金属細線の個数Ｍおよび金属細線長さＬｐの関係
   が下記（ｇ）式 Ｙ’≦Ｎ（２・Ｒｄ＋Ｌｐ）＋Ｒｄ’ （ｇ） を満足するよう設定したことを特徴とする破壊方法。
3. 【請求項３】 破壊用孔を、各自由面に沿って複数個並
   べたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の破壊
   方法。
4. 【請求項４】 異なる二方向の自由面を有する被破壊物
   の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する破壊用
   物質を充填するための破壊用孔を垂直に、かつその延長
   がずれるように形成し、これら各破壊用孔に、電極間を
   接続した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿って配置
   して破壊用物質に浸漬させ、電極を介して金属細線に電
   気エネルギーを短時間で供給して金属細線を急激に溶融
   蒸発させることにより破壊用物質を気化させ、その際の
   膨張力で金属細線から所定の破壊可能領域分だけ被破壊
   物を破壊するようにし、各破壊用孔に金属細線を設置す
   る際に、一方の自由面からその破壊用孔に配置する金属
   細線の基端部までの距離Ｚ_o およびその金属細線の基端
   部から一方の自由面側の破壊可能領域限界までの距離Ｒ
   ｄとの関係が、下記（ａ）式 Ｚ_o ≦Ｒｄ （ａ） を満足するよう設定し、他方の自由面からその破壊用孔
   に配置する金属細線の基端部までの距離Ｚ_o ’およびそ
   の金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域
   限界までの距離Ｒｄ’との関係が、下記（ｂ）式 Ｚ_o ’≦Ｒｄ’ （ｂ） を満足するよう設定した破壊方法であって、各金属細線
   の先端部間の距離Ａ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の
   関係が、下記（ｃ）式 Ａ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｃ） を満足するよう設定するとともに、各金属細線の先端部
   間のずれの距離Ｄ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の関
   係が、下記（ｈ）式 Ｄ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｈ） を満足するよう設定したことを特徴とする破壊方法。
5. 【請求項５】 異なる二方向の自由面を有する被破壊物
   の各自由面に、膨張によって被破壊物を破壊する破壊用
   物質を充填するための破壊用孔を垂直に、かつその延長
   がずれるように形成し、これら各破壊用孔に、電極間を
   接続した金属細線を、破壊用孔の深さ方向に沿ってかつ
   所定間隔置きに複数個配置して破壊用物質に浸漬させ、
   電極を介して金属細線に電気エネルギーを短時間で供給
   して金属細線を急激に溶融蒸発させることにより破壊用
   物質を気化させ、その際の膨張力で金属細線から所定の
   破壊可能領域分だけ被破壊物を破壊するようにし、各破
   壊用孔に金属細線を設置する際に、一方の自由面とその
   自由面に最も近い金属細線の基端部までの距離Ｚ_o およ
   びその金属細線の基端部から一方の自由面側の破壊可能
   領域限界までの距離Ｒｄの関係が、下記（ａ）式 Ｚ_o ≦Ｒｄ （ａ） を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から
   最も近い金属細線の基端部までの距離Ｚ_o ’およびその
   金属細線の基端部から他方の自由面側の破壊可能領域限
   界までの距離Ｒｄ’との関係が、下記（ｂ）式 Ｚ_o ’≦Ｒｄ’ （ｂ） を満足するよう設定した破壊方法であって、各金属細線
   の先端部間の距離Ａ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の
   関係が、下記（ｃ）式 Ａ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｃ） を満足するよう設定し、一方の自由面とその自由面から
   最も遠い金属細線の先端部までの距離Ｚ、前記距離Ｒ
   ｄ、一方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属細
   線の個数Ｎおよび各金属細線長さＬｐの関係が、下記
   （ｄ）式 Ｚ≦Ｒｄ（２・Ｎ−１）＋Ｎ・Ｌｐ （ｄ） を満足するよう設定し、他方の自由面とその自由面から
   最も遠い金属細線の先端部までの距離Ｚ’、前記距離Ｒ
   ｄ’、他方の自由面のひとつの破壊用孔に挿入する金属
   細線の個数Ｍおよび各金属細線長さＬｐ’の関係が、下
   記（ｅ）式 Ｚ’≦Ｒｄ’（２・Ｍ−１）＋Ｍ・Ｌｐ’ （ｅ） を満足するよう設定し、他方の自由面から一方の自由面
   に形成する破壊用孔までの距離Ｙ、前記距離Ｒｄ，Ｒ
   ｄ’、金属細線の個数Ｍおよび金属細線長さＬｐ’の関
   係が下記（ｆ）式 Ｙ≦Ｍ（２・Ｒｄ’＋Ｌｐ’）＋Ｒｄ （ｆ） を満足するよう設定し、一方の自由面から他方の自由面
   に形成する破壊用孔までの距離Ｙ’、前記距離Ｒｄ，Ｒ
   ｄ’、金属細線の個数Ｍおよび金属細線長さＬｐの関係
   が下記（ｇ）式 Ｙ’≦Ｎ（２・Ｒｄ＋Ｌｐ）＋Ｒｄ’ （ｇ） を満足するよう設定し、各金属細線の先端部間のずれの
   距離Ｄ、前記距離Ｒｄおよび距離Ｒｄ’の関係が、下記
   （ｈ）式 Ｄ≦Ｒｄ＋Ｒｄ’ （ｈ） を満足するよう設定したことを特徴とする破壊方法。
6. 【請求項６】 破壊用孔を、各自由面に沿って複数個並
   べたことを特徴とする請求項４又は請求項５記載の破壊
   方法。